O centralnym ogrzewaniu (i nie tylko) mniej poważnie... Pozornie Regulacja sieci cieplnej

Co zrobić, aby nadmiar ciepła z sieci ciepłowniczej, którego nie zużywa miasto, nie był przejmowany przez inne odbiorniki w zakładzie ciepłowniczym?

Zakłady te, oczywiście, nie są zainteresowane ponoszeniem kosztów za to ciepło, które jest im niepotrzebne, a wbrew ich woli ogrzewa hale.

- Pamięta Pan Majster historię ekspertyzy, jaką miałem robić dla jednego z zakładów? Dostałem list od radcy prawnego, w którym wyjaśnia mi (co ja dobrze wiedziałem), że pod względem prawnym wszystko jest OK i żebym nie śmiał pisać na ten temat, bo mi "spuszczą lanie". Może stąd brak optymizmu. Jeżeli pojęcie uczciwości kupieckiej jest nieznane szefom firmy, to o czym tu mówić?

- Zamiast rozpamiętywać historię, powiedz lepiej o co chodziło w tej ekspertyzie. Mam na myśli problem techniczny, a nie obyczajowy.

- Oczywiście, że mogę to zrobić. Myślę, że temat jest na tyle ciekawy, aby zainteresować np. szefów energetyki w zakładach przemysłowych lub administratorów sieci osiedlowych.

- To zaczynaj, ale postaraj się to tak przedstawić, aby skorzystali z Twojego wykładu także ci, którzy teraz nie zajmują się sieciami cieplnymi, ale w przyszłości może ich to spotkać.

- Parę słów o sytuacji w zakładzie. Kotłownia zakładowa, oprócz zasilania w ciepło hal produkcyjnych i budynku biurowego, dostarczała ciepło do budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej w miasteczku leżącym w pobliżu. Oczywiście, zakład nie robił tego bezpłatnie i na wyjściu rurociągów do miasta, odpowiedni system rejestracji pobieranego ciepła był podstawą do wystawiania rachunków. Nie ulega wątpliwości, że miasto płacąc za rzeczywiście zużyte ciepło, gdy tylko była możliwość, ograniczało ilość pobieranego ciepła. Rachunki dla zakładu spadały.

- Czy to był powód, aby zająć się siecią cieplną? Przecież spadek zapotrzebowania na ciepło, to także spadek zużycia paliwa. Zakład nie zarabiał, ale także nie tracił, czyż nie tak?

- Tak powinno być, ale nie było. Gdy miasto zmniejszało przepływ gorącej wody, nadmiar ciśnienia był dławiony w węzłach cieplnych, a dokładniej w odbiornikach w halach zakładowych.

- Wydaje mi się, że kocioł powinien zmniejszyć swą moc?

- Byłoby tak, gdyby użytkownicy zdawali sobie sprawę z tego, co się rzeczywiście w sieci dzieje. Ale, niestety, tego nie rozumieli i właśnie dlatego postanowili mnie zaprosić, abym pomógł im rozwiązać problem. Był on określony tak: co zrobić, aby nadmiar ciepła, którego nie zużywało miasto, nie był przejmowany przez inne odbiorniki w zakładzie. Szef służby technicznej powiedział, że nie ma zamiaru ponosić kosztów ciepła, które jest mu niepotrzebne, a wbrew jego woli ogrzewa hale.

- Wiemy już, o co chodziło, powiedz więc, jak do tego podszedłeś, bo mnie się wydaje, że problem nie jest trudny.

- Dla każdego znającego teorię i praktykę przepływów, na pewno tak. Nie miałem jednak z tym przypadkiem do czynienia i to był mój błąd. Zbyt szybko podsunąłem rozwiązanie, nie mając żadnej pewności, że dyrekcja to doceni.

- Zostaw swoje żale na boku i skoro już temat podjęliśmy, to go ciągnij dalej.

- Zastanówmy się, co się dzieje, gdy wszystko pracuje na optymalnych mocach i rozdział ciepła jest, nazwijmy go, obliczeniowy. Pompy obiegowe utrzymują w sieci określone ciśnienie dyspozycyjne. Przepływy i odpowiednia temperatura wody zasilającej (np. wg regulatora pogodowego) zapewniają potrzebne ilości ciepła w każdym z ogrzewanych obiektów. Na każdym z węzłów obiektowych można pomierzyć lub odczytać (jeżeli są odpowiednie manometry) różnice ciśnienia między kolektorem zasilającym i powrotnym. Jeżeli jest to zrobione w sytuacji, gdy żaden z obiektów nie jest przegrzany ani nie braku-mu ciepła (warunki przyjęte jako iczeniowe), to odczyty będą nam później potrzebne do nastawienia elementów regulacyjnych.

- Zaczynasz mówić ogólnikami. Przejdź lepiej do konkretów.

- Popatrzmy więc na to, co się będzie działo, gdy miasto zaczyna oszczędzać energię i dławi odbiorniki akurat niepotrzebujące ciepła. Przepływy w sieci zmieniają się i mamy do czynienia ze zmianami przepływów w pozostałych węzłach. Dlaczego?

- Jeżeli mogę się wtrącić, to najlepszym przykładem jest normalna instalacja c.o. w budynku mieszkalnym, gdzie grzejniki mają zawory termostatyczne. Pojedyncze grzejniki można potraktować  jak  węzły  cieplne umieszczone w halach produkcyjnych. Kiedyś mówiliśmy o tym, co się dzieje, gdy zawory termostatyczne zaczynają dławić przepływ. Możemy się umówić, że jeden taki grzejnik to miasto z jego poborem ciepła i dalej analizować, jak zmiana w jednym węźle wpływa na przepływy (ciśnienie) w innych węzłach.

- Pan Majster zawsze ma pod ręką dobry przykład. Rzeczywiście reakcja sieci na dławienie w jednym z węzłów jest bardzo podobna do reakcji instalacji na przymykanie jednego z grzejników. Tylko w tym miejscu powinienem zadać pytanie, dlaczego w instalacji c.o. kocioł reaguje (nie tylko kocioł), a w przypadku sieci zakładowej, takiej reakcji kotła nie było?

- Tak postawione pytanie traktuję jako propozycję przejęcia inicjatywy w wytłumaczeniu samego zjawiska dopasowywania się instalacji do zmienionych warunków. Czy nie tak?

- Oczywiście, że tak. Nawet mi do głowy nie przyszło, że Pan Majster może nie znać odpowiedzi.

- W instalacji c.o. każdy grzejnik ma zawór termostatyczny, który, gdy tylko dopływa więcej ciepła, niż jest potrzebne (temperatura w otoczeniu głowicy termostatycznej rośnie), zawór jest przymykany. Temperatura wody powrotnej rośnie i kocioł dostając sygnał, że ciepła jest w nadmiarze, albo wyłącza się, albo zmienia parametry wody wychodzącej z kotła. W obu przypadkach następuje zmniejszenie zużycia paliwa. Dlaczego coś takiego nie miało miejsca w opisanej wcześniej sieci cieplnej? Powiedz Ty, bo byłeś na miejscu.

- Sprawa nie jest zbyt skomplikowana. Żaden z węzłów, które widziałem nie miał regulacji przepływu. Gdy ciśnienie w sieci rosło (miasto ograniczało pobór ciepła) zwiększał się przepływ wody grzejnej w pozostałych węzłach, a przez to i jej temperatura. Wzrost ciśnienia to wzrost prędkości, a to z kolei powoduje zwiększenie temperatury średniej wody grzejnej, jaka przez taki węzeł przepływa. Wzrost temperatury to większe oddawanie ciepła. W hali będzie cieplej, niż było założone, ale jest to opłacone zwiększonym kosztem ogrzewania.

- Jakie rozwiązanie zaproponowałeś swoim rozmówcom? Musiało być proste w zastosowaniu, skoro pozbyli się Ciebie jako doradcy.

- Rzeczywiście rozwiązanie było bardzo proste i łatwe w wykonaniu. Ze względu na stare budynki i instalacje wewnętrzne, które powinny być już remontowane, żadne skomplikowane rozwiązanie nie wchodziło w grę. Zaproponowałem wstawienie miedzy kolektor zasilający i powrotny zwykłego zaworu upustowego, który nastawiony na odpowiednie ciśnienie (policzone lub odczytane w czasie normalnej, poprawnej pracy węzła) zapobiegnie wzrostowi ciśnienia w instalacji, a przez to dostarczaniu większej ilości ciepła niż to jest potrzebne.

- Rozwiązanie bardzo proste w wykonaniu. Tylko aby je znaleźć, trzeba trochę więcej wiedzieć o przepływach i wpływie dławienia na pracę instalacji, a w następstwie i kotła.

- Oczywiście. W chwili, gdy zawory lub któryś z zaworów upustowych zadziała, do kotła wraca woda o temperaturze wyższej niż założona, co spowoduje zmianę wydajności cieplnej i zmniejszenie zużycia paliwa, a właśnie tego oczekiwała dyrekcja zakładu.

- Nie chciałbym być złośliwy, ale dyrekcja zaoszczędzi nie tylko na paliwie, ale także na kosztach ekspertyzy. Mogę Cię tylko pocieszyć, że w życiu nie tylko takie nauczki mogą nas spotkać. Dzwoń do Redaktora. Czeka na nasz telefon. On dzisiaj nas zaprasza, nie będziesz więc ponosił dodatkowych kosztów. Słońce świeci coraz mocniej, można będzie usiąść w ogródku, a nie w środku restauracji. Już się cieszę na miłe towarzystwo i coś dobrego do picia.

Autor: Jerzy Kosieradzki

Źródło: Magazyn Instalatora